高考热点三角恒等变换题型归纳
昭通事业单位招聘-油价调整窗口时间表
二轮复习微专题
三角恒等变换
考点一
给值求值、给值求角、给角求值
【必备知识】
1、两角和与差的正弦、余弦和正切公式 <
br>⑴
cos
cos
<
br>cos
sin
sin
;⑴
cos<
br>
cos
cos
<
br>sin
sin
;
⑴
sin
sin
cos
cos
sin
;⑴
sin
sin
cos
cos
sin
;
⑴
tan
tan
tan
(
tan
tan
tan
<
br>
1tan
tan
);
1t
an
tan
tan
tan
(
tan
tan
tan
1tan
tan
).
1tan
tan
⑴
tan
2、二倍角的正弦、余弦和正切公式 <
br>⑴
sin2
2sin
cos
.1sin2
sin
2
cos
2
2sin
cos
(sin
cos
)
2
⑴
cos2
cos
2<
br>
sin
2
2cos
2
11
2sin
2
升幂公式
1cos
2cos
2
降幂公式
cos
2
2
,1cos
2sin
2
2
<
br>cos2
11cos2
,
sin
2
.
22
1cos
1cos
1cos
sin
1cos
,sin
,tan
22221cos
1cos
sin
b
ab
π
4
22
(3)半角公式:<
br>cos
2
(4)辅助角公式:
asinxbcosx
a
2
b
2
sin(x
)
,其中
s
in
,cos
a
ab
22
。
3、常数“1”的代换:1=sin
2
α+cos
2
α,1=2co
s
2
α-cos 2α,1=cos 2α+2sin
2
α,1=tan .
【典型例题】
【例1】已知cos(α+
π
)-sin
α=
4
6
3
5
,则sin(α+
11π
)的值是(
)
6
A.-
23
5
B.-
4
C.
2
5
3
5
D.
4
5
【解析】cos(α+
π
)-sin
α=
4
6
3
5
cosα-
3
2
⑴
3
2
cos
α-
3
sin α=
4
2
3
5
⑴
3
(
1
2
sin
α)=
43
5
⑴sin(
π
-α)=
4
.
65
sin(α+
11π
)=sin[2π+(α-
π
)]=si
n(α-
π
)=-sin(
π
-α)=-
4
.
6
6665
故选B.
【方法归纳 】
1、“给值求值”关键是找出已知式与待求式之间的联系及函数的差异.
⑴一般可以适当变换已知式,求得另外函数式的值,以备应用;
⑴变换待求式,便于将已求得的函数值代入,从而达到解题的目的.
2、“凑配角”:用已知角和特殊角将所求角表示出来,例如:
(
<
br>
)
;
(
);
1
2
4
1
2
(
);
24
2;
2
[(
)(
)];
5
5
[(
)(
)]
等
.
,α,β均为锐角,则角β等于( )
【例2】已知sin
α=
A.
5π
12
,sin(α-β)=-
10
10
B.
π
3
C.
π
D.
π
46
【解析】因为α,β均为锐角,所以-
π
<α
-β<
π
.
22
又sin(α-β)=-
10
10
,所以cos(α-β)=
310
10
.
又sin α=
5
5
,所以cos
α=
25
5
,
所以sin β=sin [α-(α-β)]=sin
αcos(α-β)-cos αsin(α-β)
=
5
5
×
31
0
10
-
25
5
×(-
10
10
)=2
2
.
所以β=
π
.故选C.
4
【方法归纳】
“给值求角”实质就是转化为“给值求值”.解决此类题的关键是:
(1)求值.求出所求角的某种三角函数值.
(2)界定范围.根据题设(隐含条件)确定所求角的取值范围.
(3)求角.由所得函数值结合函数的单调性及角的取值范围确定角的大小.
【例3】tan
25°+tan 35°+ tan 25°·tan 35°=________.
【解析】原式=tan(25°+35°)(1-tan 25°tan 35°)+ tan
25°tan 35°
= (1-tan 25°tan 35°)+ tan 25°tan
35°=
3
.
【方法归纳】
求解“给角求值”问题的三个注意点
(1)观察角,分析角之间的差异,巧用诱导公式或拆分.
(2)观察名,尽可能使函数统一名称.(3)观察结构,利用公式,整体化简.
sin110
0
sin20
0
【类比训练】1、计算的值为( )
cos
2
155
0
sin
2
155
0<
br>33
11
A.
B.
C. D.
22
22
sin7
0
0
sin20
0
sin20
0
sin20
01sin40
0
1
.
【解析】原式=
2020
00
cos25sin25cos502sin402
2、已知α,β⑴(0,π),且tan(α-β)=
1
,tan
β=-
1
,则2α-β的值为 .
27
【解析】因为
11
tan α=tan[(α-β)+β]=
=
2
1
7
1
1tan
<
br>
tan
1
27
tan
tan
=
1
>0,所以0<
α<
π
.
3
2
又因为
1
3
tan 2α
=
2tan
=
2
2
1tan
1
1
3
2
=
3
>0,所以0<2α<
π
,
42
所以tan(2α-β)=tan2
tan
1tan2
tan
=
31
47
31
1
47
=1.
因为tan β=-
1
<0,所以
π
<β<π,-π<2α-β<0
,所以2α-β=-
3π
.
7
24
【自我总结】三角函数求值有三类:
(1)“给角求值”,一般所给出的角都是非特殊角,从表面上来
看是很难的,但仔细观察可以
发现非特殊角与特殊角总有一定联系,解题时,要利用观察得到的关系,结
合公式转化为特殊
角并且消去非特殊角的三角函数而得解.
(2)“给值求值”,给出某些角
的三角函数值,求另外一些角的三角函数值,解题关键在于“变
角”.
(3)“给值求角”,
实质是转化为“给值求值”,先求角的某一三角函数值,再求角的范围,
进而确定角.
考点二 公式的灵活运用
【必备知识】
1、同角三角函数关系式的应用技巧 <
br>(1)利用平方关系sin
2
α+cos
2
α=1可实现α的正弦、余
弦的互化,利用商数关系
sin
=tan
α可以实
cos
现角α的弦切互化.
(2)关系式的逆用及变形用:1sin
2
cos
2
,sin
2
1cos
2
,cos
2
1si
n
2
.
(3)sin α,cos
α的齐次式的应用:分式中分子与分母是关于sin α,cos α的齐次式,无分母含有
sin2α,cos2α及sin αcos α的式子求值时,可将所求式子的分母看
作“1”,利用“sin2α+cos2α=1”代换
后转化为“切”后求解.
2、利用诱导公式化简三角函数的思路和要求
(1)思路方法:
①分析结构特点,选择恰当公式;
②利用公式化成单角三角函数;
③整理得最简形式.
(2) 化简要求:
①化简过程是恒等变形;
②结果要求项数尽可能少,次数尽可能低,结构尽可能简单,能求值的要求出值.
【例4】已知tanα=2,求
sin2
的值.
sin
2
sin
cos
cos2
1
【解析】原式=
2sin
cos
sin<
br>2
sin
cos
(2cos
2<
br>
1)1
=
2sin
cos
2ta
n
22
===1.
sin
2
sin
cos
2cos
2
tan
2
tan
22
2
2-2
【方法归纳】
<
br>把形如
asinxbcosx
,
asin
2
xbsinx
cosxccos
2
x
等类型叫做“齐次式”,已知正切值,可用
csin
xdcosx
“弦切互化法”求值,具体思路是:
①整式的分母换成1,再用平方关系,构造出分子、分母都是关于正弦、余弦的齐次式;
②把分子分母同除以余弦的齐次幂,转化为一个关于正切的分式;
③代入已知的正切值可解.
【例5】若
(0,
),sin(<
br>
)cos
2
,则
si
n
cos
的值为( )
3
A.
22
44
B.
B.
D.
33
33
2
,
3
【解析】由诱导公式得
sin
(
)cos
sin
co
s
平方得
(sin
cos
)<
br>2
12sin
cos
27
,则<
br>2sin
cos
0
,
99
所以
(sin
cos
)
2
1-2sin
cos
4
,故选C.
3
16
,
又因为
(0,
)
,所以
sin
cos
0
,
9
所以
sin
co
s
【方法归纳】
已知正弦和余弦的表达式的值求值
关键是通
过平方关系,采用“完全平方式转换法”在
sin
cos
,<
br>sin
cos
,
sin
cos<
br>
之
t
2
1
间建立联系,比如设
sin
cos
t
⇒
sin
cos
,
sin
cos
2t
2<
br> (注意根据角
2
的范围选择正负号)或者
1sin2
sin
cos
,
1sin2
sin<
br>
cos
,解这些题目的
最基本方法是解关于
sin
,cos
的方程组,解得
sin
,cos
的值.
易错提醒:(1)平方关系最多使用一次,注意开方时正负号的选取.
(2)解方程组时,注意三角函数的符号,不要产生增解.
【变式训练】已知△ABC中,
sinAcosA
7
,则tanA=
.
13
【解析】由已知得sinA>0,cosA<0, |sin A|<|cos
A|,tanA>-1,
由
sinAcosA
760
两边平方,整理
得
sinAcosA
,
13169
即sinAcosA60tanA605
2
,分子分母同除以得, 解得.
co
sA
tanA
222
sinAcosA169tanA116912
考点三 利用三角恒等变换解决三角函数的性质问题
【必备知识】
三角函数性质问题:求函数周期、最值、单调区间的思路
①利用三角恒等变换及辅助角公式把
三角函数关系式化成
yAsin(wx
)k
或
yAcos
(wx
)k
的形式;
②利用公式
T
2
求周期;
③根据自变量的
范围确定
x
的范围,根据相应的正弦曲线或余弦曲线求值域或最值,另
外求
最值时,根据所给关系式的特点,也可换元转化为求二次函数的最值;
④根据正、余弦函
数的单调区间列不等式求函数
yAsin(wx
)k
或
y
Acos(wx
)k
的
单调区间.
【例6】(2020·江
苏扬州9月检测)在
ABC
,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,向量
m(
a,b),n(cosA,cosB),p(22sin
(1)求角A,B,C的值;
BC
,2sinA)
,且
mn,
2
p3
. <
br>(2)若
x[0,]
,求函数
f(x)sinAsinxcosBcos
x
的最大值与最小值.
2
【解析】(1)因为
mn
,所以
acosBbsinA
.
由正弦定理得
sinAcosBsinBsinA,所以
sin(AB)0
.
又
AB
,所以
AB
. <
br>
由
p3
可得
pp8sin
2
BC
4sin
2
A9
,
2
2
2
所以
8cos
2
A
4sin
2
A9
,
所以
4(1cosA)4(1cos
2
A)9
,
2
所以
4cos
2
A4cosA10
,所以
(2cosA1
)
2
0
,
故
cosA
1
,
2又
0A
,所以
A
3
,又A=B,所
以
ABC
3
.
(2)由题意知,
f(x)si
n
sinxcoscosxsinxcoscosxsinsin(x)
,
33666
令
tx
2
,因为
x[0,]
,所以
t[,]
.
6263
2
易知函数
h(t)sint
在
[,]
上单调递增,在
[,]
上单调递减,
6223
2
1
所以函数
h(t)
在
[,]<
br>上的最小值为
h()sin
,此时x=0;
63662
2
函数
h(t)
在
[,]
上的
最大值为
h()sin1
,此时
x
.
63223
1
综上,可知当
x[0,]
,函数
f(x)
最大值为1,
最小值为
.
22
【方法归纳】
利用三角恒等变换求解三角函数的最值问题,最常用的方法是辅助角法和换元法。
(1)辅助
角法.求形如
yasinxbcosxc
的最值,解决此类题的关键是:
第一步:通过引入辅助角
(cos
a
ab
22
,sin
b
ab
22
)
,将原
式化为
ya
2
b
2
sin(x
)c;
第二步:由x的取值范围求出
x
的取值范围,从而利用三角函数
的有界性求得函数的最
值.
(2)换元法.将形如
ya
sinxcosxb(sinxcosx)c
的函数,通过换元转化为形如
ydt2
etf
的二次函数形式,解此类题的关键点是利用三角函数的平方关系,把异名化为
同名,再转化为二次函数求解,注意新元的取值范围.
3
【类
比训练】已知函数
f(x)2cos(x)2sin(x)
.
32
(1)求函数
f(x)
的单调减区间.
(2)求函数
f(x)
的最大值并求
f(x)
取得最大值时的x的取值集合.
(3)若<
br>f(x)
6
,求
cos(2x)
的值.
53
π
3
π
3
π
6
【解析】f(x)=2cosxco
s
+2sinxsin
-2cosx=cosx+
3
sinx-2cosx=
3
sinx-cosx=2sin
(x-
3
2
)
.
(1)令2kπ+≤x-≤2kπ+π(k⑴Z),
26
2π
3
5
π
3
ππ
所以2kπ+
≤x≤2kπ+(k⑴Z),
2
5
,2k
],(kZ)
.
33
π
2
2π
3
所以单调递减区间为
[2k
(2)f(x)取最大值2时,x-=2kπ+(k⑴Z),则x=2kπ+
6
π
(k⑴Z).
所以f(x)的最大值是2,取得最大值时的x的取值集合是
{x|x
6
5
π
6
=2kπ+
2π
3
,
k∈Z}
.
(3)f(x)=,即2sin
(x-
所以sin
(x
-
π
6
)
=
6
5
,
)
=
3
5
.
所以cos
(2x-
p
3
)
=1-2sin
2
(x-)
=1
-2×
()
65
π
3
2
7
=
25
.
高考真题
【选择题组】
1
、(
2019
全国⑴
文
·T11
)已知
a∈
(
0
,),
2sin2α=cos2α+1
,则
sinα=
(
)
1
5
π
2
A
.
B
.
5
5
C
.
3
3
D
.
25
5
【解析】
B.
由
2sin2
cos2
1
,得
4sin
cos
2cos<
br>2
.
因为
0,
,所以
cos
2sin
.
2
π
cos
2sin
5
.
故选
B.
由
2
,得
sin
2
sin
cos
1
5<
br>
2
、
(2018
全国卷
Ⅰ)
已知角
的顶点为坐标原点,始边与
x
轴的非负半轴重合,终边上有两点
A(1,a),
B(2,b)
,且
cos2
1
5
2
,则
ab
(
)
3
A
.
B
.
5
5
C
.
25
5
D
.
1
2
【解析】由题意知
cos
0
,因为
cos2
2cos
1
2
5
,所以
cos
,
3
6
sin
|ab|
1
55
,得
|tan
|
,由题意知
|tan
|
,所以
|a
b|
.故选
B
.
12
6
55
1<
br>,则
cos2
( )
3
3、(201
8全国卷⑴)若
sin
8
A.
9
B.
7
9
7
C.
9
8
D.
9
<
br>17
【解析】
cos2
12cos
2
12()
2
.故选B.
39
»
,
EF
¼
是圆
x
2
y
2
1
上的四段弧(如图
)
»
,
GH
AB
,
CD
4、(2018北京)在平
面坐标系中,
»
,
点
P
在其中一段上,角
以Ox
为始边,
OP
为终边,若
tan
cos
sin
,则
P
所在的圆弧
是( )
AB
A.
»
»
C.
EF
»
B.
CD
¼
D.
GH
【解析】设点
P
的坐标为
(x,y)
,利用三角函
数可得
»
,故选C. 在的圆弧是
EF
y
xy
,所以<
br>x0
,
y0
.所以
P
所
x
4
5
、(2017新课标⑴)已知
sin
cos
,则<
br>sin2
=( )
3
7227
A.
B.
C.
D.
9
999
4167
【解析】由
sin
cos
,两边平方得
1sin2
,所以
sin2
,选A.
399
6、(2017山东)已知
cosx3
,则
cos2x
( )
4
1111
A
.
B
.
C
.
D
.
4488
【解析】由
cosx
【非选择题组】 <
br>33
2
1
2
得
cos2x2cosx12()1
,故选
D
.
448
1、(20
19江苏13)已知
π
tan
2
,则
sin
2
的值是 . <
br>π
4
3
tan
4
【解析】由
2
tan
2
,得
,
3
3
tan(
)
tan
tan
4
4
1tan
tan
4
tan
所以
t
an
(1tan
)21
,解得
tan<
br>
2
或
tan
.
1tan
33
1tan
2
3
2tan
4
cos2
当
tan
2<
br>时,
sin2
,,
2
2
1tan<
br>
5
1tan
5
42322
sin(2<
br>
)sin2
coscos2
sin<
br>.
444525210
1tan
2
4
12ta
n
3
,
,
cos2
当
tan
时,
sin2
2
2
1tan
5
31tan
5
32422
所以
sin(2
)sin2
coscos2
sin
.
4445252102
综上,
sin(2
)
的值是.
10
4
2、(2017新课标⑴)已知
(0,)
,
tan
2
,则
cos(
)
=__________.
24
【解析】由
tan
2
得
sin
2cos
又
sin
2<
br>
cos
2
1
,所以
cos
2
1
5
525
,s
in
因为
(0,)
,所以
cos
55
2
52252310
<
br>因为
cos(
)cos
cossin
<
br>sin
.
525210
444
3
、(
2017
北京)在平面直角坐标系
xOy
中,角
与角
<
br>均以
Ox
为始边,它们的终边关于
y
1
sin=
轴对称.若,则
sin
=_________.
3
1
【解析】
与
关于
y
轴对称,则
2k
,所以
sin
sin
2k
sin
.
3
1
4、(2017江苏)若
tan(
)
,
则
tan
= .
46
tan(
<
br>)tan
44
7
. 【解析】
tan
tan[(
)]
44
1tan(
)tan
5
44
5、(2018浙江)已知角
的顶点与原点
O
重合,始边与
x
轴的非负半轴重合,它的
终边过点
34
P(,)
.
55
(1)求
sin(
)
的值;
(2)若角
满足
sin(
)
5
,求
cos<
br>
的值.
13
344
【解析】(1)由角
的终边
过点
P(,)
得
sin
,
555所以
sin(
)sin
4
.
5
343
(2)由角
的终边过点
P(
,)
得
cos
,
555
由
si
n(
)
512
得
cos(
)
.
1313
由
(
)
得
cos
cos(
)cos
sin(
<
br>)sin
,
所以
cos
5616
或
cos
.
6565
5
4
,
cos(
)
.
5
36、(2018江苏)已知
,
为锐角,
tan
<
br>
(1)求
cos2
的值;
(2)求
tan(
)
的值.
【解
析】(1)因为
tan
,
tan
4
3
4
sin
,所以
sin
cos
.
3
cos
9
,
25
因
为
sin
2
cos
2
1
,所以<
br>cos
2
7
.
25
因此,
c
os2
2cos
2
1
(2)因为
<
br>,
为锐角,所以
(0,π)
.
又因为
cos(
)
525
,所
以
sin(
)1cos
2
(
)
,
55
因此
tan(
)2
. <
br>因为
tan
,所以
tan2
4
3
2tan
24
,
1tan
2
7
tan2
tan(
<
br>)2
.
1+tan2
tan(
)11
因此,
tan(
)ta
n[2
(
)]